Cos'è una macchina da sputtering?
Una macchina da sputtering è di solito una camera piccola e sigillata in cui particelle energetiche come gli elettroni bombardano un materiale di origine che espelle gli atomi dalla superficie. Questi atomi rimbalzano quindi sulle pareti della camera, rivestindo un oggetto campione all'interno della camera. I microscopi elettronici a scansione (SEMS), che si basano sulla conducibilità elettrica dei campioni per visualizzare le caratteristiche su scala di nanometri, spesso si basano su una macchina da sputtering per ricoprire campioni biologici con un sottile strato di platino prima per la visione. Altri usi per la tecnologia delle macchine per sputtering includono il rivestimento di pellicole sottili nel processo di deposizione per l'industria dei semiconduttori e per incidere uno strato superficiale lontano da un materiale per determinare la sua composizione chimica. Le macchine da sputtering possono essere dispositivi relativamente semplici che operano su principi fisici stabiliti e spesso mancano di parti in movimento or la necessità di manutenzione complessa. Vanno di dimensioni dai dispositivi top per tavolo piccolo a grandi modelli a pavimento.
La deposizione di vapore fisico è un metodo di routine utilizzato nella progettazione della macchina di sputtering. Il materiale di deposizione viene convertito in un vapore in una camera di sputter a bassa pressione, di solito un vuoto parziale. Il vapore si condensa sul materiale del substrato nella camera per formare un film sottile. Questo film può essere solo diversi strati di atomi o molecole e si addenserà in proporzione diretta a quanto tempo è durato il processo di sputtering. Altri fattori nello spessore del film sottile includono la massa di ciascun materiale coinvolto e il livello di energia delle particelle di rivestimento, che possono caricare da decine di volt di elettroni fino a migliaia.
Gli atomi caricati come ioni sono anche utilizzati da una macchina da sputtering in un processo noto come potenziale sputtering. Il materiale di sputter è data una carica ionicache quindi perde quando influisce con la superficie bersaglio. In relazione a questo processo è la ricerca reattiva a ioni (RI), che utilizza materiali ionici naturalmente nella ricerca di spettrometro di massa a ioni secondari (SIMS), per analizzare la presenza di oligoelementi nei materiali. L'elaborazione statica SIMS sputarà a una velocità così fine che solo un decimo di un monostrato atomico verrà rimosso dalla superficie bersaglio. È, pertanto, un altro strumento utile nella ricerca sulla nanotecnologia così come la macchina per sputtering per il SEM.
Altri usi per una macchina da sputtering includono vetro piatto, acrilici e altre materie plastiche, nonché ceramiche e cristalli diversi dal silicio. Possono anche essere usati come metodo molto fine di pulizia e lucidatura delicata componenti. I gioielli costosi e gli stoviglie come le posate d'oro possono anche subire una deposizione di sputter, così come i film specializzati in oro e alluminio.